机电一体化系统设计（第二版，张建民 著）

教学用教材 目录 第1章　总论 §1.1　“机电一体化”涵义 §1.2　优先发展机电一体化领域及共性关键技术 §1.3　机电一体化系统构成要素及功能构成 §1.4　机电一体化系统构成要素的相互连接 §1.5　机电一体系统的评价 §1.6　机电一体化系统的设计流程 §1.7　机电一体化系统设计的考虑方法及设计类型 一、机电一体化系统设计的考虑方法 二、机电一体化系统的设计类型 §1.8　机电一体化工程与系统工程 §1.9　机电一体化系统设计的设计程序、准则和规律 §1.10　机电一体化系统的开发工程与现代设计方法 一、机电一体化系统的开发工程 二、机电一体化系统设计与现代设计方法 思考题和习题 第2章　机电一体化系统的机械系统部件选择与设计 §2.1　机械系统的选择与设计要求 §2.2　机械传动部件的选择与设计 一、机械传动部件及其功能要求 二、丝杆螺母机构的基本传动形式 三、滚珠丝杠副传动部件 四、齿轮传动部件 五、挠性传动部件 六、间歇传动部件 机电一体化系统设计是一种将机械技术与电子技术有机地结合在一起的技术，它涉及到机械工程、电子技术、控制技术、计算机技术等多个领域的知识。本书作为教学用教材，系统性地介绍了机电一体化系统的相关知识。 在第一章中，作者首先对机电一体化的概念进行了阐述，机电一体化是指以电子技术、计算机技术、信息技术为手段，以机械技术为基础，将机械系统、电力电子系统、信息处理系统、自动控制与检测系统等融为一体的系统工程。作者强调，优先发展机电一体化领域及其共性关键技术，能够提高制造行业的自动化和智能化水平。 接着，本章讨论了机电一体化系统的构成要素及其功能构成，包括硬件系统和软件系统，其中硬件系统包括传感器、控制器、执行器等，软件系统包括控制算法、数据处理算法等。作者还详细说明了各构成要素间的相互连接方式，比如接口、通信协议等。 在评价机电一体化系统时，作者提出可以从多个维度进行，包括系统性能、可靠性、稳定性、易维护性、成本效益等方面。此外，机电一体化系统设计流程与考虑方法也是本章的重点之一。设计流程包括需求分析、方案设计、详细设计、系统集成、测试与调试等步骤。而设计方法则分为系统化设计方法和模块化设计方法等。 本书还强调了机电一体化工程与系统工程的联系，以及在机电一体化系统设计中需要遵循的设计程序、准则和规律，这些都将影响到系统设计的成功与否。 现代机电一体化系统设计还涉及到开发工程和现代设计方法。作者详细介绍了机电一体化系统的开发工程，包括系统规划、概念设计、详细设计、系统实现、测试评估和后期维护等环节。同时，作者也探讨了机电一体化系统设计与现代设计方法的融合，如何利用计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工程(CAE)等现代工具提高设计效率和质量。 第二章聚焦于机电一体化系统中的机械系统部件的选择与设计。机械系统是机电一体化系统的重要组成部分，它对整个系统的性能有着决定性的影响。作者首先阐述了机械系统的选择与设计要求，包括选材、结构设计、动力学特性等方面。 机械传动部件的选择与设计是机械系统设计中的核心内容。作者详细介绍了丝杆螺母机构、滚珠丝杠副传动部件、齿轮传动部件、挠性传动部件、间歇传动部件等多种传动部件的特点和设计要求。这些传动部件在机电一体化系统中承担着传递动力和运动的重要职能。 丝杆螺母机构是通过丝杆与螺母之间的螺旋运动来传递运动和力的一种基本传动形式。滚珠丝杠副传动部件具有传动效率高、传动平稳、寿命长等优点，在精密定位系统中应用广泛。齿轮传动部件具有传动比准确、效率高、结构紧凑等优点，广泛应用于传动比要求精确的场合。挠性传动部件能够适应轴线不对中的情况，具有一定的补偿作用。间歇传动部件可以实现周期性的运动与停止，适用于需要周期性运动的机械系统。 本书系统性地对机电一体化系统的机械系统部件的选择与设计进行了深入的探讨，为读者提供了丰富的理论知识和实践经验，对从事机电一体化设计的专业人士具有很高的实用价值。